IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Процесс ветрового подъема радиоактивной пыли с подстилающей поверхности изучается со времен первых глобальных выпадений. Большой интерес к данной проблеме появился после аварии на Чернобыльской АЭС (1986 год) в связи с необходимостью оценки вторичного загрязнения дезактивированной или ранее чистой территории за счет ветрового подъема. Данная работа посвящена исследованию содержания и поведения искусственного радионуклида ¹³⁷Cs для оценки ветрового подъема радионуклидов на территориях степных регионов в условиях умеренно-континентального климата.

В данной работе используются образцы почвы и атмосферных аэрозолей, отобранные на территории Ростовской области и г. Ростова-на-Дону. Для оценки объемной активности ¹³⁷Cs (А_об) в атмосферных аэрозолях использовали радиометрическую низкофоновую установку на основе коаксиального полупроводникового детектора из особо чистого германия (GeНР) с эффективностью 25 % в диапазоне 13-1500 кэВ, отношением пик/Комптон 51.7:1. ¹³⁷Cs определяли по пику с энергией 661,7 кэВ. По разности весов экспонированного и чистого фильтра определяется запыленность воздуха Р₀ = Р/V (мкг/м³), где Р₀ – удельная загрязненность воздуха, Р – количество аэрозольной пыли (мкг), V – объем прокаченного за время экспозиции фильтра воздуха (м³).

Содержание ¹³⁷Cs в почвах Ростовской области обусловлено аварией на Чернобыльской АЭС и, в среднем, составляет 25-30 Бк/кг. Объемная активность радиоцезия в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону изменяется в пределах от 1 мкБк/м³ до 20 мкБк/м³. В основном, максимумы объемной активности цезия приходятся на август или сентябрь каждого года, как в отдельные годы наблюдений, так и в среднем, за весь период наблюдений. Подобное поведение этого искусственного радионуклида может быть связано с сочетанием погодных условий в данный период времени – низким количеством осадков, максимальной скоростью ветра, достаточно высокой температурой воздуха, а также расположением фильтровентиляционной установки на юго-восточной окраине г. Ростова-на-Дону.

В данной работе представлены модельные оценки ветрового подъема ¹³⁷Cs с подстилающей поверхности, основанные на измерении концентрации данного радионуклида в точке на периферии загрязненной зоны [1,2].

При средней скорости ветра в 5 м/с, характерной для ветрового подъема пыли с подстилающей поверхности, значения коэффициента ветрового подъема варьируют так же широко, как и при порывах ветра до 25 м/с, с различием лишь в порядке величин. На рис. 1 представлен пример зависимости коэффициента ветрового подъема от скорости ветра в 2007 г. На графиках отражены различные коэффициенты ветрового подъема: а₁ – коэффициент ветрового подъема, рассчитанный для минимальной объемной активности ¹³⁷Cs в приземном слое воздуха равной 0,1 мкБк/м³, а₂ - коэффициент ветрового подъема, рассчитанный для средней объемной активности ¹³⁷Cs в приземном слое воздуха равной 10 мкБк/м³, а₃ - коэффициент ветрового подъема, рассчитанный для максимальной объемной активности ¹³⁷Cs в приземном слое воздуха, равной 19,9 мкБк/м³. Данные величины объемной активности были взяты для упрощения задачи оценки процесса ветрового подъема пыли с подстилающей поверхности.

рис. 1. Зависимость коэффициента ветрового подъема от скорости ветра в 2007 г.

В целом, в данной работе представлены обобщенные данные по содержанию ¹³⁷Cs в почве и приземном слое воздуха Ростовской области. Средняя объемная активность ¹³⁷Cs в приземном слое воздуха варьируется в пределах (1…4) мкБк/м³. В почвах региона исследования удельная активность радиоцезия составила (0,1…81) Бк/кг.

Оцененные коэффициенты ветрового подъема, для преобладающих восточного и северо-восточного направления ветра, составляют от 4,8∙10^-17 до 1,6∙10^-12 с^-1, в зависимости от параметров устойчивости атмосферы, объемной активности радиоцезия и скорости ветра.

Для восточного и северо-восточного направления ветра в 2003 году при минимальной объемной активности (0,1 мкБк/м³) коэффициент ветрового подъема составил 5∙10^-16 с^-1, для средней объемной активности – 2∙10^-14 с^-1, для максимальной объемной активности – 9∙10^-13 с^-1.

Для восточного направления ветра в 2007 году при минимальной объемной активности коэффициент ветрового подъема составил 3∙10^-16 с^-1, для средней объемной активности – 2,5∙10^-14 с^-1, для максимальной объемной активности – 9,5∙10^-13 с^-1.

Список литературы:

1. Махонько, К. П. Ветровой подъем радиоактивной пыли с подстилающей поверхности. / К. П. Махонько. // Атомная энергия. – 1992. – Т.72. – №5.– С. 523-530.

2. Уорнер, Ф Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля. / Ф. Уорнер, Р. Харрисон. // М.: Мир, 1999. – С. 512.

Код для цитирования: Скопировать